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第1章　概述 1

1.1　数控机床的产生及发展 1

1.1.1　数字控制技术与数控机床 1

1.1.2　数控机床的产生 1

目录 2

第一篇　数控机床篇 2

序 2

1.1.3　数控机床的发展 2

1.2.1　数控机床的组成 3

1.2　数控机床的组成及工作原理 3

前言 3

1.2.2　数控机床的工作过程 4

1.3　数控机床的分类 5

1.3.1 按工艺用途分类 5

1.3.2　按运动控制轨迹分类 5

1.3.3　按伺服系统的类型划分 8

1.3.4　按功能水平划分 10

1.4　数控机床的特点及应用 10

1.4.1　数控机床的特点 10

1.4.2　数控机床的应用范围 11

1.5　数控机床的发展趋势 12

1.6.1　数控机床的精度指标 14

1.6　数控机床的主要性能指标 14

1.6.2　数控机床的运动性能指标 15

1.6.3　数控机床的加工性能指标 15

1.6.4　数控机床的可控轴数与联动轴数 15

1.6.5　数控机床的可靠性指标 16

1.7　思考与练习题 16

第2章　数控机床的主传动及主轴部件 17

2.1　对主传动的基本要求 17

2.2.2　数控机床主轴的传动形式 18

2.2　数控机床主轴的变速与传动 18

2.2.1　主传动的变速方式 18

2.3　主轴部件 21

2.3.1　主轴部件的运动方式和主轴 21

2.3.2　主轴轴承 23

2.3.3　主轴滚动轴承的配置 24

2.3.4　主轴滚动轴承的预紧 25

2.4　典型机床主轴部件介绍 26

2.4.1　数控车床主轴部件 26

2.4.2　车削中心 31

2.4.3　立式加工中心 32

2.5　高速主轴系统和电主轴 36

2.5.1　高速主轴系统简介 36

2.5.2　电主轴的结构与布局 37

2.5.3　电主轴的轴承 40

2.6　思考与练习题 41

第3章　数控机床的进给传动系统 42

3.1　数控机床对进给传动系统的基本要求 42

3.2　数控机床进给传动系统的基本形式 43

3.2.1　滚珠丝杠螺母副 43

3.2.2　静压丝杠螺母副 50

3.2.3　静压蜗杆蜗轮条副 52

3.2.4　预加载荷的双齿轮—齿条副 53

3.2.5　直线电动机直接驱动 54

3.3　进给系统传动齿轮间隙消除 56

3.3.1　刚性调整法 56

3.3.2　柔性调整法 58

3.4　进给传动系统应用 60

3.4.1　MJ-50数控车床进给传动系统 60

3.4.2　JCS-018A加工中心机床进给传动系统及传动装置 63

3.5　思考与练习题 64

要求 65

4.1.2　数控机床对机械结构的基本 65

第4章　数控机床的典型结构 65

4.1　数控机床机械结构的组成及要求 65

4.1.1　数控机床机械结构的组成 65

4.2　数控机床的总体布局 74

4.2.1　数控车床常用布局形式 74

4.2.2　数控镗铣床及加工中心常用布局形式 75

4.2.3　高速加工数控机床的特殊布局形式 78

4.2.4　并联运动机床布局形式 78

4.3.1 数控机床对导轨的基本要求 80

4.3.2　数控机床导轨的种类与特点 80

4.3　数控机床的导轨 80

4.3.3 塑料滑动导轨 83

4.3.4　滚动导轨 85

4.3.5　静压导轨 88

4.3.6　导轨的润滑与防护 88

4.4　数控机床的自动换刀装置 89

4.4.1 自动换刀装置的要求及形式 89

4.4.2　刀库的类型与容量 94

4.4.3　刀具的选择 96

4.4.4 自动换刀实例 101

4.5.1　分度工作台 105

4.5　数控机床的回转工作台 105

4.5.2　数控回转工作台 108

4.6　思考与练习题 111

第5章　数控机床的选用、安装、调试和验收 112

5.1　数控机床的选用 112

5.1.1　确定典型零件 112

5.1.2　数控机床规格的选择 112

5.1.3　数控机床精度的选择 113

5.1.4　数控系统的选择 114

5.1.6 自动换刀装置的选择及刀柄的配置 115

5.1.5　工时和节拍的估算 115

5.1.7　数控机床驱动电机的选择 117

5.1.8　机床选择功能及附件的选择 118

5.2　数控机床的安装 118

5.2.1　数控机床的初始就位 118

5.2.2　机床各部件连接组装 119

5.2.3　数控系统的连接和调整 119

5.3　数控机床的调试 121

5.3.1　通电试车 121

5.3.2　机床精度和功能的调试 122

5.3.3　机床试运行 122

5.4.2　机床精度检测与验收 123

5.4　数控机床的检测与验收 123

5.4.1　数控机床外观的检测 123

5.4.3　数控机床性能及数控功能的检测与验收 134

5.5　高速加工机床的基本选择原则 136

5.6　思考与练习题 138

第二篇　数控原理篇 139

第6章　计算机数控（CNC）装置 139

6.1　数控系统的分类 139

6.2　数控系统的主要技术指标 141

6.2.1　CNC系统的特点 141

6.2.2　CNC的主要技术指标 142

6.3　计算机数控系统的基本原理 145

6.3.1 数控系统的插补原理与方法 145

6.3.2　数控系统的刀具补偿 162

6.4　计算机数控系统的构成 170

6.5　典型数控系统 172

6.5.1　FANUC数控系统介绍 172

6.5.2　SIEMENS数控系统介绍 175

6.6　思考与练习题 177

7.2.1　步进电动机的工作原理 178

7.2　开环伺服驱动装置 178

7.1　概述 178

第7章　伺服驱动装置 178

7.2.2　步进电动机的主要工作特性 181

7.2.3　步进电动机的选用 183

7.2.4　步进电动机驱动装置 184

7.3 闭环伺服驱动装置 191

7.3.1　直流伺服电动机 191

7.3.2　交流伺服电动机 194

7.3.3　直流驱动装置 196

7.3.4　交流驱动装置 198

7.4　思考与练习题 202

第8章　数控机床的检测装置 203

8.1　概述 203

8.2　脉冲编码器 203

8.2.1 增量式旋转编码器 204

8.2.2　绝对式旋转编码器 206

8.2.3　编码器在数控机床中的应用 207

8.3　光栅 208

8.3.1 光栅种类 208

8.3.2　直线透射光栅的组成及工作原理 209

8.3.4　提高光栅分辨精度的措施 211

8.3.3　直线光栅检测装置的辨向 211

8.3.5　光栅检测装置的特点 212

8.4　旋转变压器和感应同步器 213

8.4.1　旋转变压器 213

8.4.2　感应同步器 215

8.5　磁栅 221

8.5.1　磁性标尺 221

8.5.2　拾磁磁头及工作原理 221

8.6　思考与练习题 223

9.1　PLC工作原理 224

第9章　数控系统中可编程控制器（PLC）及常用接口 224

9.2　数控机床的PLC 227

9.2.1　数控机床PLC的控制对象 227

9.2.2　数控机床PLC的形式 229

9.3　数控系统常用接口 231

9.3.1　数控系统对接口的要求 231

9.3.2　CNC装置的显示功能及其接口 232

9.3.3　数控系统的I/O接口 232

9.3.4　数控系统常用串行通信接口标准 233

9.3.5　DNC通信接口技术 235

9.4　思考与练习题 236

参考文献 237